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趨向日益密集的計(jì)算能力之發(fā)展已經(jīng)增大了與熱量有關(guān)的挑戰(zhàn)。在很多系統(tǒng)中，冷卻系統(tǒng)的能力對(duì)整體性能構(gòu)成了很大的限制。標(biāo)準(zhǔn)冷卻組件（笨重的散熱器和耗費(fèi)大量功率、充滿噪聲的風(fēng)扇、或安靜但昂貴的風(fēng)扇）會(huì)給組件排列緊密的電子產(chǎn)品增加了尺寸限制。最大限度地提高性能、最大限度地降低冷卻要求并確保電子產(chǎn)品正常工作的惟一方法是在系統(tǒng)各處采用準(zhǔn)確、精密和全面的溫度監(jiān)視。
考慮到這一點(diǎn)，凌力爾特公司開發(fā)了高度準(zhǔn)確的溫度監(jiān)視器系列，該系列產(chǎn)品可以非常容易地放置在系統(tǒng)各處。這個(gè)系列包括：
●LTC2997可準(zhǔn)確測(cè)量其自身的溫度或一個(gè)外部二極管的溫度。
●LTC2996增加了監(jiān)視功能，它將所測(cè)得的溫度與一個(gè)高溫或低溫門限進(jìn)行比較，通過開漏報(bào)警輸出，就任何溫度過高情況發(fā)出通知。
●LTC2995整合了LTC2996和一個(gè)雙路電源電壓監(jiān)視器，能測(cè)量溫度、將溫度與可配置門限進(jìn)行比較，并監(jiān)察兩個(gè)電源電壓。
LTC2997是一款纖巧的高準(zhǔn)確度溫度檢測(cè)器
LTC2997采用2mm x 3mm 6引腳DFN封裝，非常適合測(cè)量FPGA或微處理器的溫度，如圖1所示。
圖1：遠(yuǎn)端CPU溫度檢測(cè)器
為此，LTC2997向FPGA或微處理器的溫度監(jiān)視二極管發(fā)送測(cè)量電流，并在其VPTAT輸出上產(chǎn)生與二極管溫度成比例的電壓。LTC2997還在VREF輸出提供一個(gè)1.8V的基準(zhǔn)電壓，該基準(zhǔn)電壓可用作FPGA或微處理器中內(nèi)置ADC的基準(zhǔn)電壓。對(duì)于這種采用外部檢測(cè)器組件的配置，在0℃至100℃的溫度范圍內(nèi)，其測(cè)量誤差保證為±1℃，在-40℃至125℃的溫度范圍內(nèi)保證為±1.5℃。典型溫度測(cè)量誤差會(huì)是小得多的，如圖2所示。
圖2：溫度誤差隨溫度的變化（LTC2997與遠(yuǎn)端二極管的溫度相同）
通過將D+引腳連接到VCC，就可將LTC2997配置為使用其內(nèi)部溫度檢測(cè)器。VPTAT電壓有一個(gè)4mV/K的斜坡，每3.5ms更新一次。
工作原則
LTC2997在多個(gè)測(cè)試電流上測(cè)量二極管電壓，并用該測(cè)量值消除任何受工藝影響的誤差和串聯(lián)電阻誤差，因而實(shí)現(xiàn)了令人贊嘆的準(zhǔn)確度。
從二極管方程中可以解出T，其中T是開氏溫度，IS是工藝影響因數(shù)，量級(jí)為10-13A，η是二極管理想性因數(shù)，k是波爾茲曼常數(shù)（Boltzmann constant），q是電子電荷：
從這個(gè)方程看出，溫度和電壓之間是有聯(lián)系的，其聯(lián)系取決于受工藝影響的變量IS.在兩個(gè)不同的電流上測(cè)量同一個(gè)二極管（IS值相同），產(chǎn)生一個(gè)與IS無關(guān)的表達(dá)式。自然對(duì)數(shù)項(xiàng)中的值變成了兩個(gè)電流的比值，該比值是不受工藝影響的：
與遠(yuǎn)端二極管串聯(lián)的電阻提高了在每個(gè)測(cè)試電流上所測(cè)得的電壓，因此導(dǎo)致了正的溫度誤差。復(fù)合電壓等于：
其中RS是串聯(lián)電阻。
LTC2997通過減去一個(gè)消除電壓（參見圖3a），從檢測(cè)器信號(hào)中去掉了這個(gè)誤差項(xiàng)。電阻提取電路用一個(gè)額外的測(cè)量電流（I3）來確定測(cè)量通路中的串聯(lián)電阻。一旦確定了正確的電阻值，VCANCEL就等于VERROR.現(xiàn)在，由于串聯(lián)電阻和檢測(cè)器溫度可以利用電流I1和I2確定，所以溫度至電壓轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)就免除了誤差。
高達(dá)1k的串聯(lián)電阻一般引起低于1℃的溫度誤差，如圖3b所示，這使LTC2997成為讀出與溫度管理系統(tǒng)相距幾米遠(yuǎn)的二極管檢測(cè)器讀數(shù)之理想器件。確實(shí)，最長(zhǎng)距離更加受制于線路電容而不是線路電阻。大于1nF的電容會(huì)在各種不同的檢測(cè)點(diǎn)上影響檢測(cè)器電壓的穩(wěn)定性，因此引入了額外的溫度讀數(shù)誤差。例如，一條10m長(zhǎng)的CAT 6電纜具有大約500pF的電容。
圖3：串聯(lián)電阻消除。（a）簡(jiǎn)化方框圖；（b）溫度誤差隨串聯(lián)電阻的變化
與很多遠(yuǎn)端二極管檢測(cè)器不同，LTC2997由于更新時(shí)間短（3.5ms），面對(duì)溫度變化有可靠的溫度測(cè)量算法，因此可以準(zhǔn)確跟蹤快速變化的溫度，即使在測(cè)量間隔中也是如此。圖4顯示，當(dāng)LTC2997整個(gè)置于冰水中之后立即浸入沸水中，該器件內(nèi)部檢測(cè)器的階躍響應(yīng)。
圖4：LTC2997內(nèi)部檢測(cè)器的熱階躍響應(yīng)
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